【手続補正書】
【提出日】平成18年3月29日(2006.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】牽引装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】モータを用いて腰椎や頚椎等を牽引し腰部疾患や頚部疾患を治療する電動式の牽引装置において、停止していたモータを回転させるとき又は回転していたモータを停止させるとき、モータの回転速度が急激には変化しないようにモータの速度制御を行うようにした牽引装置。
【請求項２】腰椎や頚椎等をモータで牽引して腰部疾患や頚部疾患を治療する電動式の牽引装置において、牽引速度、緩和速度、牽引力、休止時間、持続時間等の牽引に関するパラメータの中の少なくとも一つのパラメータを変化させて牽引するようにした牽引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は治療用牽引装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
牽引装置は、腰部や頚部を牽引して、腰椎や頚椎の疾患を保存療法的に治療するもので、整形外科等の臨床の場で広く使用されている。
牽引装置は、図６に示すように、モータ６１、クラッチ６２、ワイヤ巻き取り用のドラム６３、制御部６４、荷重検出部６５、牽引用のワイヤ６６、ブレーキ部６７、操作部６８等から構成される。装置によっては、クラッチ６２等を有しないものもある。
【０００３】
モータ６１は、クラッチ６２を介してドラム６３を回転させ、ドラム６３に接続されたワイヤ６６を巻き取って牽引力を発生させるもので、通常は汎用性や価格その他の理由から、正・逆回転が可能なリバーシブル型のＡＣモータが用いられる。図には示していないが、モータ６１には減速ギアが接続されており、モータの回転を減速してドラム６３に伝えるため、牽引速度と緩和速度は一定である。一方、モータ６１は、牽引中は回転数Ｎで回転し、緩和中には逆回転し、休止時と持続時には停止して回転数はゼロである。つまりモータ６１は、回転数NとゼロのＯＮ−ＯＦＦ制御をおこない、速度制御はおこなっていない。通常は正回転、逆回転ともに、回転数は同じである場合が多い。
【０００４】
クラッチ６２は、モータ６１とドラム６３を接続して、モータ６１の回転をドラム６３に伝達する。クラッチを６２切り離すと、ワイヤ６６を自由に出し入れできるようになるので、患者にワイヤ６６を装着することが楽になる。ドラム６３は、クラッチ６２を介して、モータ６１によって駆動され、ワイヤ６６を巻き取ったり緩めたりする。
【０００５】
制御部６４は、操作部６８や荷重検出部６５等の信号を処理し、モータ６１、クラッチ６２、ブレーキ６７、操作部６８の表示部等を制御する。荷重検出部６５は実際の牽引力を検出する。ワイヤ６６の一端はドラム６３に、他端は患者に装着した牽引用装具に接続されており、モータ６１でドラム６３を回転又は逆回転させてワイヤを巻き取ったり緩めたりすると、患者を牽引したり緩和したりすることができる。ブレーキ６７は、モータ６１にブレーキをかけるもので、牽引持続時に牽引力を持続するため等に用いる。これは、ＡＣモータの巻き線部にブレーキ用巻き線を追加するか、又は別途ブレーキパックを追加して、使用している。操作部６８は牽引治療条件を入力する入力部と、設定された治療条件や治療中の様子を表示する表示部を有する。
【０００６】
牽引法には間欠牽引と連続牽引があるが、間欠牽引が多用されている。間欠牽引は、図７（Ａ）に示すように、治療中、休止ー牽引ー持続ー緩和のサイクルを繰り返すものであり、図７（Ａ）のｔｒは休止時間、ｔｔは牽引時間、ｔｂは持続時間、ｔｋは緩和時間、Ｉは間欠牽引の周期、Ｔは治療時間、Ｆｂは設定牽引力である。図には示していないが、治療開始後牽引力をゼロまで緩和すると、牽引用ワイヤが緩んで、次に牽引するとき時間がかかり、場合によってはワイヤと牽引用装具の接続が外れて治療を中断しなければならなくなることもある。これを防止するため、休止時の牽引力をゼロにしないで、ワイヤが緩まない程度に牽引しておく方法がとられることもある。ここではこれらのパラメータを牽引パラメータと呼ぶ。
【０００７】
従来の装置では、牽引速度が一定であるため、牽引時間と緩和時間は牽引力に依存する。また、間欠牽引の周期は、休止時間、牽引時間、持続時間、緩和時間の和である。このため、実際に牽引治療で使用するパラメータは、休止時間、持続時間、治療時間、牽引力の４種類であるものが多い。装置によっては、休止時間や持続時間を固定にしているものもある。
【０００８】
治療にあたり、疾患に応じて操作部６８から休止時間、持続時間、治療時間、牽引力等の必要な牽引パラメータを入力して牽引治療条件を設定する。一方、患者に牽引用装具を装着させて牽引用ワイヤ６６を接続し、患者に治療の姿位をとらせる。これで治療の準備が完了する。
治療を開始すると、まず、牽引前の休止モードに入り、治療タイマと休止タイマがスタートし、クラッチ６２が入る。このモードでは、モータは停止している。
【０００９】
休止タイマが終了すると、牽引モードに移行する。このモードでは、モータ６１と、これと連動してドラム６３が一定速度で回転し、ワイヤ６６を巻き取り、一定の速度で患者を牽引する。牽引中の牽引力は荷重検出部６５で検出され、牽引力が設定値に達すると、モータ６１の回転を停止させ、ブレーキ部６７を作動させてモータ６１にブレーキをかけ、牽引力を持続し、持続タイマがスタートして、持続モードに入る。
【００１０】
持続モードでは、設定された持続時間ｔｂだけ、設定された牽引力Ｆｂを持続する。体動等の原因で、実際の牽引力が設定値Ｆｂから許容範囲δＦ以上変化すると、図７（Ｃ）のように、ブレーキを解除してモータ６１を回転又は逆回転させて再牽引又は再緩和をし、牽引力が設定値Ｆｂになるように調節する。
持続タイマが終了すると、緩和モードに入る。このモードでは、ブレーキ６７を解除し、モータ６１を逆回転させ、ワイヤ６６を緩めて、一定の速度で牽引力を緩和する。牽引力がゼロ又は設定値まで緩和されると、モータ６１を停止させて、休止モードに入る。
以降、休止、牽引、持続、緩和のサイクルを繰り返し、治療時間が終了すると、牽引力をゼロにして、クラッチ６２を解除し、治療を終了する。
【００１１】
連続牽引は、図７（Ｂ）に示すように、治療スタート後、設定牽引力Ｆｂまで牽引し、治療時間Ｔの間、牽引力を持続するものであり、治療タイマが終了すると、牽引力を緩和して、治療を終了する。連続牽引でも、治療中に牽引力が設定値からずれると、図７（Ｃ）のような牽引力の調節をおこない、設定牽引力を維持する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の牽引装置では、モータは回転させるか停止させるかのＯＮ−ＯＦＦ制御をおこなっている。このため例えば牽引モードから持続モードに移行するとき、モータの回転数がＮとゼロの間で急激に変化し、設定牽引力で停止させるために急激なブレーキをかける。このため、機械的な衝撃が発生し、患者に不快感を、場合によっては危険性を与えることがある。この現象は、休止から牽引へ、牽引から持続へ、持続から緩和へ、緩和から休止へそれぞれ移行するとき、また、図７（Ｃ）に示す持続時の牽引力再調節等、モータをＯＮ−ＯＦＦするとき生じる。図７（Ｂ）の連続牽引でも同様である。本発明が解決しようとする第一の課題は、モータをＯＮ−ＯＦＦさせるときに生じる機械的衝撃を軽減することである。
【００１３】
また、通常の間欠牽引では、図７（Ａ）のように、一定の牽引速度で、設定牽引力Ｆｂまで牽引する。このように最初から大きな負荷まで牽引すると、患者によっては緊張し、治療効果が低下したり、場合によっては危険な場合もある。
【００１４】
これを解決するために、特公平３−９７４５は、図９に示すように、休止−牽引−持続−緩和のサイクルを繰り返しながら、徐々に牽引力を設定値まで増加させる漸増牽引法を開示している。この先願特許は、漸増牽引法を実現しているため、多少、安全性は高くなっているが、基本的には従来と同じ方式であるので、前述の第一の課題等、従来の課題はそのまま残っている。さらにこの先願特許は、牽引力が設定値に達するまでに複数回の間欠牽引を必要とするために、漸増期間が長くかかり、治療効率が低下するという特有の問題も新たに生じている。本発明が解決しようとする第二の課題は、一定の速度である牽引力まで一気に牽引することで生じる危険性を回避し、生体に無理のかからない、より安全で効率的な牽引法、つまり新しい牽引パターンを提供することにある。
【００１５】
従来の間欠牽引では、治療中の牽引速度、緩和速度、間欠牽引の周期、牽引力は一定である。一般に、一定の周期で物理療法をおこなうと、慣れ効果が生じ、治療効果が低下するという問題がある。牽引治療でも同様である。本発明が解決しようとする第三の課題は、慣れの少ない、より効果的な牽引治療法を提供することである。
【００１６】
以上の課題の他に、従来の牽引法に伴う牽引効率等の問題もある。図７（Ａ）では牽引力が一定の割合で増加するように記載しているが、実際の牽引力は、図８のように、牽引初期（期間ｔａ）は緩やかに、牽引が進むにつれて急激に増加する（期間ｔｆ）。また、休止期間中、牽引力をゼロにすると、牽引用ワイヤが緩み、次に牽引するとき、実際に人体を牽引するまで、時間がかかり、治療効率が低下する。この期間ｔａは、人体にかかる負荷が少ない、治療には殆ど影響しない、一種の無駄な時間であるので、医療効率の面からは、この期間は短い方がよい。これに対し、期間ｔｆは実際に人体に強い牽引力がかかる期間であり、ｔｆが小さいと生体に急激な負荷がかかり危険であり、逆にｔｆが大きいと治療に長い時間を要し、治療効率が低下する。このため、期間ｔｆは経験的に適切と思われる値が選択されている。緩和時も同様である。特開昭５１−９０７８５は、無段変速誘導電動機を用いて、正確な牽引力を得、微妙な牽引力調整をおこない、即応性とスムーズ性および信頼性の高い牽引装置を得ようというものであり、図８のｔａを短くし、医療効率を改善している。しかしこの先願発明は、これ以外の技術は開示しておらず、本発明で解決しようとする前述の３つの課題については言及していないし解決していない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第一の課題を解決するため、請求項1記載の発明では、停止している牽引用モータを回転させるとき又は回転しているモータを停止させるとき、つまりモータをＯＮ−ＯＦＦさせるとき、モータの回転速度が急激には変化しないようにモータの速度を制御するようにした。
【００１８】
第二及び第三の課題を解決するために、請求項2記載の発明では、牽引速度、緩和速度、牽引力、休止時間、持続時間等の牽引パラメータの中の少なくとも一つを変化させて牽引するようにした。
【００１９】
【作用】
請求項１記載の発明により、回転しているモータを停止させるとき、又は停止しているモータを回転させるとき、モータの回転数が急激には変化しないように制御するので、機械的な衝撃を無くすことができる。
【００２０】
請求項2記載の発明により、牽引速度や緩和速度を自由に制御し、徐々に設定牽引力にすることができるので、生体に無理のかからない、安全で効果的な牽引治療をおこなうことができる。また、図8のｔａの時間を短縮し、無駄な牽引期間を減らすことができるので、治療の効率を改善することができる。
【００２１】
また、牽引速度、緩和速度、牽引力、休止時間、持続時間等の牽引パラメータの中の少なくとも１つの牽引パラメータを、不規則に又はリズミカルに変化させることができるので、慣れの少ない、より効果的な治療が可能になる。
【００２２】
【実施例】
請求項１記載の発明の実施例を図１に示す。図１の１はトルクモータ、２はモータ制御部、３はモータ電流検出部、４はコンパレータ、Ｃはコンパレータの基準値、５は進相コンデンサ、６はモータの回転方向を切り替える極性切り替えスイッチである。図１（Ｂ）はモータの電圧と電流である。基準値Ｃは、外部入力又はソフトウェアで規定される牽引力に対応して、装置の制御部から出力される。モータ１には、電源電圧を位相制御して、図１（Ｂ）のような電圧と電流が印加される。モータ電流検出部３はモータに流れる電流を検出する。基準値Ｃとモータ電流検出部３の出力をコンパレータ４で比較し、コンパレータの出力でモータ制御部を駆動し、位相制御をおこなって、モータに流れる電流を基準値Ｃに応じた値に調整する。つまり、基準値Ｃを変化させると、モータ１の電流を、つまりモータに印加される電圧を変化させることができ、モータの速度制御をおこなうことができる。通常、電源周波数は一定であるため、モータのインピーダンスは一定であるため、電流制御と電圧制御を同等に出来る。図１では電流を検出しているが、電圧検出部にしてもよい。
【００２３】
図２はこの例で使用したトルクモータのトルク特性図である。この実施例ではトルクモータを使用した例を示したが、図２のような垂下特性を示すモータであれば、本請求項の発明を実現することができる。モータの速度制御は、この例で説明した垂下型のトルク特性を有するモータを電圧又は電流制御すること以外に、インバータを利用する等、各種の制御法が知られているが、どのような方法を用いてもよい。また、従来の構成のままで、ブレーキ力を可変にしてもよいし、従来のＡＣモータを使用して、速度制御をおこなってもよい。ＡＣモータを速度制御しても、狭い範囲でしか制御できないが、ブレーキとの組み合わせ等により、解決すべき課題を少しは解決できる。本発明はモータの速度制御をおこなうものであり、制御法、制御パラメータ、制御の指標、制御目標、制御の程度等は問わない。従来の牽引装置で、前述の課題を解決するために、本実施例のような牽引用モータの速度制御をおこなっているものは存在しない。
【００２４】
図３は牽引モードから持続モードに移行する場合に、牽引用モータの速度制御をおこない、機械的な衝撃を発生しないようにしたときの牽引パターンの例である。従来は設定牽引力に達したとき、モータをブレーキをかけて急停止させ、モータが慣性によりオーバーシュートすることもあり、これが機械的衝撃として患者に伝わっていた。本請求項の発明により、この問題を解決することができる。
【００２５】
本請求項記載の発明では、図１の回路を用いて実現することができ、使用するモータのトルク特性は図２に示すとおりである。図２は使用するモータのトルク特性図で、図のＶ０〜Ｖ４はモータに印加する電圧、Ｔ０〜Ｔ４はモータ電圧がＶ０〜Ｖ４の時の静止トルクである。Ｆｂは設定牽引力、Ａ０〜Ａ４、Ｐ〜Ｐ２、Ｂ０〜Ｂ４はモータの動作点である。ここでは、設定牽引力Ｆｂに相当する静止トルクはＴ２であり、Ｔ２を発生するモータ電圧はＶ２であるとする。
【００２６】
操作パネルから牽引力Ｆｂを入力すると、モータ電圧がＶ２になるように図１のコンパレータ４の基準値Ｃが設定される。この状態で牽引をおこなうと、モータにかかる電圧はＶ２となり、動作点は、図２のＶ２曲線上を、Ａ２からＢ２に移行して停止し、モータの静止トルクで牽引力Ｆｂを持続する。このときモータの回転数は連続的に変化するので、牽引モードから持続モードに移行するときも機械的な衝撃は発生しない。このときの牽引パターンを図３（Ａ）に示す。しかしこの制御法では、モータが停止するまでに非常に長い時間がかかる。また、モータのばらつきにより、モータ電圧をＶ２にしても、設定牽引力に達しないこともある。
【００２７】
これを解決するために、実際には本請求項の発明で、モータ電圧をＶ２より大きなＶ１に設定して牽引を開始し、負荷が設定牽引力Ｆｂに達した（図２のＰ点）で、印加電圧をＶ１から、Ｖ２より小さなＶ３に変化させるようにすればよい。この制御は、実際には装置の制御部でコンパレータ４の基準値Ｃを制御して、モータの電圧を変化させて実現することができる。Ｐ点でこの制御をおこなうと、モータは過負荷になり、動作点Ｂ３で停止する。このとき、静止トルクＴ３と変速ギヤを含む機械系の抵抗により、設定牽引力Ｆｂが維持される。このように制御することで、牽引モードから持続モードに、短時間で移行し、モータの回転数は連続的に変化し、機械的衝撃も発生しない。このときの牽引力の変化を図３（Ｂ）に示す。同図のＰは、図２の動作点Ｐで上記の制御をおこなうことを意味する。ここで制御後のモータ電圧をＶ２より小さなＶ３にした理由は、Ｖ２にすると、動作点Ｂ２に達するまでに長い時間を要するからである。Ｖ２より大きなＶ１で牽引することで、図８に示す時間ｔａを短縮することができ、効率的な治療が可能になる。
【００２８】
以上の説明では、負荷が設定牽引力になったときの動作点Ｐでモータ電圧を切り替える制御例を示したが、この制御点は動作点Ｐよりも多少前後してもよい。また、この制御はいくつかのステップに分けておこなってもよいし、連続的におこなってもよい。Ｖ１は、Ｖ２よりも大きく、モータのばらつきがあっても設定牽引力Ｆｂまでは必ず牽引でき、かつ、上記のモータ電圧制御が可能であり、さらに、図８のｔｆ領域（高い負荷領域）において、牽引速度が適正になるように、選択する。また、モータ電圧Ｖ３が小さすぎると、静止トルクと機械系の摩擦力の和が設定牽引力Ｆｂよりも小さくなり、モータは逆回転し、設定牽引力を持続できなくなるので、これを勘案してＶ３を決定する必要がある。
【００２９】
以上の説明では、牽引モードから持続モードへ移行するモード境界における制御の例を示したが、本請求項の発明は、持続から緩和へ、緩和から休止へ、休止から牽引へとモードが移行する場合や、図７（Ｃ）のように持続時の再牽引や再緩和時等にも適用できる。
【００３０】
本発明は、回転しているモータを停止させるとき、又は停止しているモータを回転させる場合、モータの回転速度が急激に変化することの無いように制御し、機械的なショックを少なくするものであり、その制御手段は問わない。使用できるモータは、前述のトルクモータの他に、図２と同様のトルク特性を有するモータ、例えば、直流モータその他の速度制御モータを用いて速度制御してもよい。また、通常のＡＣモータの進相コンデンサを調節して同様なトルク特性を持つようにしてもよい。
モータの速度制御は、図１に示すようにする必要はなく、インバータ制御その他、どのような手段を用いてもよい。要は速度制御をおこなえばよい。
さらに、図６に示す従来の装置で、ブレーキ部６７のブレーキ力を調節して、牽引速度を変化させるようにしてもよい。
【００３１】
従来の牽引装置では、牽引力が設定値に達した点で強制的にモータブレーキをかけていたため、モータの回転数が急激に変化して、機械的な衝撃が発生していた。しかし本請求項の発明によると、機械的衝撃は発生せず、不快感のない、安全な牽引治療が可能になる。
【００３２】
また、本請求項の発明の装置にトルク制御可能なモータを用いて牽引すると、負荷は、モータ印加電圧に対応する静止トルクまでしか増加しない。つまり、モータの制御が不能になっても、設定牽引力よりも少し大きな牽引力まで牽引するだけである。従来のＡＣモータを用いた牽引装置では、例えば荷重検出部が故障すると、モータの最大トルクで牽引する。例えば最大牽引力が１００ｋｇの牽引装置で、設定牽引力を２０ｋｇにして牽引しているとき、このような不都合が生じると、１００ｋｇまで牽引する可能性があり、非常に危険である。これに比べると本請求項の発明は、遙かに安全性が高くなっている。
【００３３】
請求項2記載の発明は、牽引速度、緩和速度、牽引力、休止時間、持続時間等の牽引パラメータの中の少なくとも１つの牽引パラメータを変化させながら、牽引を行うものである。本請求項記載の発明は、図１の回路を用い、モータに速度制御可能なものを用い、コンパレータ４の基準値Ｃを制御することにより、実現することができる。このようにして実現した牽引パターンの例を、図４及び図５に示す。
【００３４】
図４（Ａ）は牽引時の牽引力をステップ状に変化させる例である。このパターンでは、牽引を開始して、牽引力がＦ４になった時点で、モータを時間ｔ１だけ静止させ、再度牽引をおこない、牽引力がＦ３になったとき、モータをｔ２だけ停止させ、さらに牽引をおこなって、設定牽引力になると、モータを停止させて、持続モードにするものである。
【００３５】
このパターンは、従来の装置でも、各ステップの設定牽引力に達した点でブレーキをかけることでも実施できる。しかし負荷の大きな領域で牽引と持続を繰り返すと、機械的衝撃が生じるという不都合がある。そこで、請求項1の発明を応用すると、衝撃を発生しないで牽引治療を行うことができる。また、請求項２記載の発明の技術を用いると、図8のｔａに相当する部分の無駄時間を省略でき、効率的な医療が可能になる。牽引時に緩和も組み合わせると、図4（Ｂ）のような牽引パターンを実現することができる。
以下に、トルクモータを使用した制御例を、図１の回路図と図２のトルク特性図を用いて説明する。
【００３６】
図１で、設定牽引力Ｆｂを設定すると、この牽引力に応じて、装置の制御部（図には示していない）からコンパレータの基準値Ｃが設定され、モータ電圧がＶ１に設定される。牽引を開始すると、動作点はＶ１の曲線に沿ってＡ１からＰ２点に達する。このときの牽引力はＦ４になっている。ここで基準値Ｃを変化させてモータ電圧をＶ４よりも少し小さなＶ５にすると、モータは動作点Ｂ５で停止し、静止トルクＴ５と機械系の摩擦力とで牽引力Ｆ４を持続する。ある時間ｔ１持続した後、基準値Ｃを制御してモータ電圧をＶ１にすると、動作点はＶ１の曲線に沿ってＰ２からＰ１に達する。このときの牽引力はＦ３である。ここで基準値Ｃを変化させてモータ電圧をＶ４にすると、モータは動作点Ｂ４で停止し、牽引力Ｆ３を持続する。ある時間ｔ２経過した後、基準値Ｃを制御して電圧をＶ１にすると動作点はＰ１から、牽引しながら動作点Ｐに達する。このときの牽引力はＦｂである。ここで基準値Ｃを制御してモータ電圧をＶ３にすると、モータは動作点Ｂ３で停止し、静止トルクＴ３と機械系の摩擦力とで、設定牽引力Ｆｂを持続し、持続モードに移行することができる。このようにして、図４（Ａ）の牽引パターンを実現することができる。この実施例によると、モータが回転又は停止するときの機械的衝撃は生じない。この図には牽引速度が不連続に変化しているように記載しているが、本発明により、機械的な衝撃の無い牽引を行うことができる。
【００３７】
以上の説明では、モータ電圧はＶ１を中心にしてＶ５、Ｖ４に変化させるとしたが、各ステップの静止トルクと機械系の摩擦力の和が、そのときの牽引力よりも大きくなるように、電圧Ｖ５とＶ４を選択する必要がある。勿論、Ｖ１も、牽引速度と生体にかかる負荷が適切な範囲で、自由に変化させてもよい。前述の特開昭５１−９０７８５でも、ステップ状に牽引力を増加させる方法を開示しているが、これは牽引力を正確にするためにこの方法を採用している。つまりこの先願特許は、牽引パターンは従来通りにし、この牽引パターンに沿って牽引力を調整している。これに対して本発明は牽引パターン自体を制御し、変化を持たせ用というものであり、生体に無理にならない範囲でＦ４まで牽引し、そこでしばらく休んでこの牽引力に生体をなじませ、続いて無理のない範囲でＦ３まで牽引して休み、これを繰り返して設定牽引力まで牽引するものである。このように本発明は、目的、作用、効果、牽引パターンとも全て特開昭５１−９０７８５とは異なる。
【００３８】
これらの技術に、図１（Ａ）の切り返えスイッチ６の制御を組み合わせると、図４（Ｂ）のように、牽引力を増減させながら牽引することができる。これは図9の従来型漸増牽引を改良するもので、衝撃の無い滑らかな牽引を行うことができる。モータ電圧を制御することで、任意の牽引パターンを生成することができる。以上の説明では牽引中の速度制御について述べたが、本請求項の発明は、緩和時にも適応できる。また、間欠牽引サイクルの一回のみに適応してもよいし、複数のサイクルに適用してもよい。本請求項の発明は、牽引速度を、好ましくは緩和速度も、経時的に変化させながら、設定牽引力まで牽引又は緩和するように制御するもので、制御はどのようにしてもよいし、牽引パターンも図４に示すものだけではなく、どのようにしてもよい。
【００３９】
本請求項の発明により実現できる図４のような牽引パターンによると、治療初期には生体組織が硬くなっている場合でも、まずは無理のない範囲で牽引し、そこで一旦停止または少し緩和して、生体を治療になじませながら再度牽引し、設定牽引力まで増加させることができる。このため、安全で無理のない牽引ができ、患者の緊張を減らすことができ、より効果的な治療をおこなうことができる。請求項1の発明を組み合わせると、牽引の途中でモータのＯＮ-ＯＦＦを繰り返しても、不快な衝撃は無く、安全性が向上する。
緩和モードに適応しても、同様である。
【００４０】
特公平３−９７４５は、図9に示すように、牽引ー持続ー緩和ー休止のサイクルを繰り返しながら、持続時の牽引力を設定値まで漸増するものであり、牽引速度と緩和速度は従来と同様、一定であるので、モータをＯＮ又はＯＦＦするときは衝撃があり、本請求項の発明とは基本的に異なる。
本発明は、請求項1記載の発明により、モータをＯＮ又はＯＦＦするとき衝撃が無く、請求項2記載の発明により、牽引速度や緩和速度などの牽引パラメータの少なくとも一つのパラメータを、不規則に又はリズミカルに変化させながら、設定値まで牽引又は緩和するように制御するものであり、前述の２つの先願特許の問題点を解決しており、明確に異なり、安全性、治療効果、治療効率ともに、従来の方法よりも大幅に向上している。
【００４１】
以上の説明では、トルクモータを使用した例を示したが、本発明は直流モータや速度制御モータ等の、図２のようなトルク特性を有するモータであれば、どのようなモータを使用してもよい。また、従来のＡＣモータも、進相コンデンサを調節すれば、同様のトルク特性を持たせることができるので、使用することができる。またＡＣモータを使用した従来の装置でも、ブレーキ部のブレーキ力を制御することで、請求項1記載の発明を実現することができる。
【００４２】
請求項2記載の発明は、牽引速度、緩和速度、牽引力、休止時間、持続時間等の牽引パラメータの中の少なくとも１つの牽引パラメータを、不規則に又はリズミカルに変化させるものである。図５に、本請求項の発明による牽引パターンの例を示す。図では説明を簡単にするために、１回の間欠牽引サイクルを１本のバーで示している。バーの高さは牽引力の大きさを、バーの間隔は間欠牽引の周期を示す。図５（Ａ）は、間欠牽引の周期Ｉを変化させた例である。この例では、周期Ｉを、最初はゆっくり、徐々に周期を短くし、その後に徐々に周期を長くして（正弦波状に変化させて）、治療を終了させている。
【００４３】
この実施例では、周期Ｉをサイン波状のリズムでリズミカルに変化させたが、休止時間、持続時間、牽引速度、緩和速度のいずれかの時間に関するパラメータを変化させてもよいし、また、複数のパラメータを組み合わせて時間的に変化させてもよい。いずれも、特定のパラメータを、時間的に変化させるように制御して実現することができる。
【００４４】
図５（Ｂ）は、牽引力の大きさを正弦波状にリズミカルに変化させた例である。この例では、一回の持続時の牽引力は固定のように記載しているが、これを経時的に変化させてもよい。本発明は、休止時間、牽引速度、持続時間、緩和速度、間欠牽引の周期、牽引力などの治療パラメータの中、少なくとも１個のパラメータを、従来のように一定の周期又は牽引力ではなく、リズミカルに又は不規則に変化を持たせるものである。ここでいうリズミカルな変化とは、ある規則性を持って変化することで、例えば、１／ｆのゆらぎ、直線的なスイープ、正弦波状の変化、その他がある。このような制御をおこなう牽引装置は、従来は存在しなかった。
図5のように牽引パラメータを制御することで、慣れを防止できるので、治療効果が高くなり、心地よい治療が可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、回転しているモータを停止させるとき、または停止しているモータを回転させるとき、モータの回転数が急激に変化しないように制御する。このため、機械的な衝撃が無くなり、安全性が向上し、患者の不快感も無くなる。
【００４６】
また、請求項2記載の発明により、牽引中又は緩和中の速度を制御することができるので、図4のように牽引力を変化させることで、患者の緊張を減少させることができ、生体組織が硬くなっている場合でも、生体になじませながら徐々に牽引力を変化させることができるので、安全で、より効果的な牽引治療ができる。また、牽引速度を制御することで、治療に寄与しない領域（図8のｔａなど）の時間を少なくすることができるので、治療効率を向上させることができる。また、図5のように牽引力や牽引リズム等を制御することで、慣れの少ない、効果的な治療が可能になる。
【００４７】
従来のＡＣモータを使用した牽引装置では、荷重検出部が故障した場合、牽引装置の最大荷重まで牽引する可能性があり、危険であった。例えば１００ｋｇまで牽引する能力のある牽引器で、牽引力を２０ｋｇに設定して牽引しているとき、荷重検出部の故障で、１００ｋｇまで牽引する恐れもあった。しかしトルク制御可能なモータを用いた本発明の装置では、モータ電圧をＶ１にして牽引しているとき、荷重検出部の故障が発生しても、図２の動作点Ｂ１まで牽引して停止するので、従来の装置と比較して、安全性は高い。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で、（Ａ）はモータとその制御回路の例、（Ｂ）はモータの電圧と電流の図である。
【図２】トルク制御可能なモータのトルク特性図である。
【図３】請求項１記載の発明による、牽引モードから持続モードに移行するときの牽引速度の制御例で、（Ａ）は図２のトルク特性図のＶ２をモータ電圧として牽引したときの牽引パターン、（Ｂ）は図２のＶ１をモータに印加して牽引を開始し、動作点Ｐに達したとき電圧をＶ２以下に切り替えたときの牽引パターンである。
【図４】請求項１記載の発明による牽引速度制御例で、（Ａ）はステップ状に、（Ｂ）は牽引と緩和を繰り返しながら、設定牽引力まで牽引する例である。
【図５】請求項２記載の発明による牽引パターンの例で、（Ａ）は間欠牽引の周期を正弦波状に変化させた例で、（Ｂ）は牽引力を正弦波状に変化させた例である。
【図６】従来の牽引装置のブロック図である。
【図７】（Ａ）は従来の間欠牽引の牽引パターン例、（Ｂ）は連続牽引の牽引パターンの例、（Ｃ）は持続時に牽引力が変化したときの牽引力再調節の様子を示す例である。
【図８】従来の牽引装置の、牽引モードにおける実際の牽引パターンの例である。
【図９】先願発明の漸増牽引パターンの例である。
【符号の説明】
１・・・・・トルクモータ                 ２・・・・・モータ制御部
３・・・・・電流検出部                   ４・・・・・コンパレータ
５・・・・・進相コンデンサ               ６・・・・・モータ回転方向切り替えスイッチ
C・・・・・・コンパレータの基準値       φ・・・・・ターンオン時の電圧位相
Ａ１、Ａ２、Ｐ１〜Ｐ４、Ｂ０〜Ｂ４・・・・モータ動作点
Ｆ０〜Ｆ４・・・・・牽引力               Ｆｂ・・・・設定牽引力
Ｌ０〜Ｌ４・・・・モータの負荷           Ｔ０〜Ｔ４・・・・モータの静止トルク
ｔａ・・・・牽引時の負荷の軽い期間       ｔｆ・・・・牽引時の負荷の大きい期間
６１・・・・モータ                       ６２・・・・クラッチ
６３・・・・ドラム                       ６４・・・・制御部 
６５・・・・荷重検出部                   ６６・・・・ワイヤ
６７・・・・モータブレーキ               ６８・・・・操作部
Ｔ・・・・治療時間                       Ｉ・・・・・間欠牽引の周期
ｔｒ・・・・休止時間                     ｔｂ・・・・持続時間
δＦ・・・・設定牽引力の許容範囲